連續(xù)波雷達(dá)直達(dá)波對(duì)消子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

程序控制算法對(duì)最優(yōu)搜索算法進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)定搜索步長(zhǎng)，依次進(jìn)行單一變量調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳實(shí)際對(duì)消狀態(tài)，程序持續(xù)輸出最佳的相位和最佳幅度控制信號(hào)。設(shè)定控制算法重復(fù)運(yùn)行限制條件，當(dāng)環(huán)境改變超過(guò)限定條件時(shí)，控制程序自動(dòng)進(jìn)行下一次幅度和相位的最佳控制信號(hào)的搜索。
2．2 主要模塊硬件原理圖設(shè)計(jì)介紹
本振信號(hào)使用發(fā)射機(jī)提供的2．4 GHz連續(xù)波RF信號(hào)，回波信號(hào)由接收機(jī)提供，兩者通過(guò)SMA接頭連接進(jìn)入對(duì)消子系統(tǒng)。程序控制處理模塊及外圍A／D，D／A轉(zhuǎn)換電路由STM32F103型基于ARM核心的微控制器和相應(yīng)的線性電壓放大器及外圍電路、接口匹配電路組成。對(duì)消子系統(tǒng)射頻模塊主要由射頻模擬移相器HMC928LP5E，射頻模擬衰減器MAX19790，HPP2F型3 dB無(wú)源耦合器，對(duì)數(shù)檢波器AD8313及各自的外圍電路組成，如圖4所示為對(duì)消射頻模塊的原理圖。

綜合各個(gè)模塊的指標(biāo)，該子系統(tǒng)的工作頻率為2．3～2．5 GHz，RF輸入最大功率為10 dBm，幅度連續(xù)調(diào)節(jié)范圍為40 dBm，相位連續(xù)調(diào)節(jié)范圍為450°。由于幅度和相位調(diào)節(jié)都是射頻連續(xù)調(diào)節(jié)模擬芯片，所以精度更高。

3 對(duì)消實(shí)驗(yàn)調(diào)試與分析
基于連續(xù)波雷達(dá)實(shí)際工作情況，為了方便操作，直接進(jìn)行單一頻率發(fā)射信號(hào)模塊和對(duì)消子系統(tǒng)組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，發(fā)射信號(hào)通過(guò)一定的衰減，用來(lái)模擬回波信號(hào)中的直達(dá)波信號(hào)，兩路信號(hào)接入對(duì)消子系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)消，對(duì)消前后的信號(hào)通過(guò)頻譜儀觀察。
首先在不連接對(duì)消模塊，用頻譜儀測(cè)得對(duì)消前模擬直達(dá)波信號(hào)的頻率和大小。再連接對(duì)消模塊，測(cè)得對(duì)消后的輸出信號(hào)的頻率和大小。圖5為對(duì)消前后的頻譜圖，對(duì)消前的信號(hào)大小為-15．05 dBm，對(duì)消后的信號(hào)大小為-62．59 dBm，頻率相同，此時(shí)對(duì)消比為47．54dB。對(duì)消后的信號(hào)非常接近噪聲信號(hào)，測(cè)試過(guò)程中對(duì)消后的信號(hào)甚至可以淹沒(méi)在噪聲信號(hào)中。通過(guò)頻譜儀觀察對(duì)消實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)消子系統(tǒng)能獲得較明顯的對(duì)消效果。

4 結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)直達(dá)波對(duì)消的基本思想，分析了對(duì)消的基本數(shù)學(xué)原理和對(duì)消系統(tǒng)效果評(píng)價(jià)。結(jié)合對(duì)消子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊，用RF集成電路進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。通過(guò)微處理器程序進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)消。最后進(jìn)行了2．4．GHz的RF信號(hào)對(duì)消測(cè)試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性。